(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータにより実行され、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を組み合わせる方法であって、
前記構成要素を組み合わせて、少なくとも１つの候補構成要素セットを作成することと、
前記作成された候補構成要素セットそれぞれのエクセルギー損値を、前記構成要素それぞれのエクセルギー損失値を用いて計算することと、
前記候補構成要素セットのうちの少なくとも１つが前記エクセルギー損目標値を満たすか否かを判断することと、
前記エクセルギー損目標値を満たすと判断された前記候補構成要素セットの少なくとも１つを、前記システムの設計のために用いられる構成要素セットとして特定することと
を含む方法。
【請求項２】
前記候補構成要素セットを作成することにおいて、複数の前記候補構成要素セットが作成され、
前記作成された複数の候補構成要素セットはそれぞれ、
他の前記候補構成要素セットとは異なる少なくとも１つの構成要素
を有し、
前記エクセルギー損目標値は、
前記複数の候補構成要素セットの中の最小エクセルギー損値
を含む
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記作成された少なくとも１つの候補構成要素セットの前記エクセルギー損値が前記エクセルギー損目標値を満たすことができないと判断されたときに、付加的な前記候補構成要素セットを作成することと、
前記付加的な候補構成要素セットのエクセルギー損値を計算することと、
前記付加的な候補構成要素セットの前記エクセルギー損値を前記エクセルギー損目標値と比較することと、
前記付加的な候補構成要素セットの前記エクセルギー損値が前記エクセルギー損目標値を満たすか否かを判断することと
をさらに含み、
前記特定することにおいて、前記付加的な候補構成要素セットの前記エクセルギー損値が前記エクセルギー損目標値を満たしたときに、この付加的な候補構成要素セットが、前記システムにおいて用いられる構成要素セットとして特定される
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エクセルギー損値を計算することにおいて、前記候補構成要素セットのそれぞれに関連付けられる基本設備の評価を通して前記エクセルギー損値が計算される
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記作成された候補構成要素セットごとに、前記作成された候補構成要素セットそれぞれに含まれる構成要素それぞれのエクセルギー損値を計算すること
をさらに含み、
前記候補構成要素セットそれぞれのエクセルギー損値を計算することにおいて、前記作成された構成要素セットそれぞれに含まれる構成要素それぞれのエクセルギー損が加算される
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記作成された候補構成要素セットごとに、前記作成された候補構成要素セットそれぞれに含まれる構成要素それぞれの前記エクセルギー損値から、前記作成された候補構成要素セットそれぞれの全エクセルギー損値を計算することと、
前記候補構成要素セットそれぞれの前記全エクセルギー損値を格納することと、
前記候補構成要素セットのうちのいずれが最も低い全エクセルギー損値を有するかを判断することと、
前記最も低い全エクセルギー損値が前記エクセルギー損目標値を満たすか否かを判断することと
をさらに含み、
前記特定することにおいて、前記最も低い全エクセルギー損値が前記エクセルギー損目標値を満たすときに、前記最も低い全エクセルギー損を有する候補構成要素セットが、前記システムの設計のために用いられる構成要素セットとして特定される
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記エクセルギー損目標値が、前記最も低い全エクセルギー損値を上回ったときに、前記最も低い全エクセルギー損値を有する前記候補構成要素セットにおいて最も高いエクセルギー損値を有する構成要素を特定し、前記特定された構成要素を別の構成要素と置き換えること
をさらに含む
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記候補構成要素セットを作成することにおいて、前記少なくとも１つの候補構成要素セットは、前記構成要素の可用性、コストおよび性能のうちの少なくとも１つに基づいて作成される
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記システムは、
データセンター
を含み、
前記構成要素は、
サーバ、空調ユニット、換気（air moving）ユニットおよびメモリのうちの１つまたは複数
を含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記システムは、
パーソナルコンピューティング装置、印刷装置および携帯情報端末のうちの少なくとも１つ
を含み、
前記構成要素は、
プロセッサ、メモリ、ファン、電源、ビデオカード、ケーシングおよびマザーボードのうちの１つまたは複数
を含む
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記エクセルギー損目標値を満たすと判断された、前記特定された少なくとも１つの候補構成要素セットを出力すること
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を組み合わせる装置であって、
構成要素オプションに関するデータを受信するように構成される入力モジュールと、
前記受信された構成要素オプションに基づいて構成要素を組み合わせて、少なくとも１つの候補構成要素セットを作成する構成要素セット作成モジュールと、
前記作成された候補構成要素セットそれぞれのエクセルギー損値を、前記構成要素それぞれのエクセルギー損失値を用いて計算するエクセルギー損計算モジュールと、
前記計算されたエクセルギー損値それぞれが、前記エクセルギー損目標値を満たすか否かを判断するエクセルギー損判断モジュールと、
前記エクセルギー損目標値を満たすと判断された前記候補構成要素セットの少なくとも１つを、前記システムの設計のために用いられる構成要素セットとして特定する特定モジュールと
を備える装置。
【請求項１３】
前記エクセルギー損目標値を満たすと判断され、前記システムの設計のために用いられる構成要素セットとして特定された前記候補構成要素セットの少なくとも１つを出力に出力する出力モジュール
をさらに備え、
前記出力は、前記システムの設計のために用いられる構成要素セットとして特定された候補構成要素セットの少なくとも１つの表示、送信および格納のうちの少なくとも１つを実施するように構成される
請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記エクセルギー損計算モジュールは、前記候補構成要素セットのそれぞれに関連付けられる基本設備の評価を通して前記エクセルギー損値をさらに計算する
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記システムは、
データセンター
を含み、
前記構成要素は、
サーバ、空調ユニット、換気ユニットおよびメモリのうちの１つまたは複数
を含む
請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記システムは、
パーソナルコンピューティング装置、印刷装置および携帯情報端末のうちの少なくとも１つ
を含み、
前記構成要素は、
プロセッサ、メモリ、ファン、電源、ビデオカード、ケーシングおよびマザーボードのうちの１つまたは複数
を含む
請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
コンピュータにより実行され、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を組み合わせるための１組の命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であって、
前記１組の命令は、
前記構成要素を組み合わせて、少なくとも１つの候補構成要素セットを作成する命令と、
前記作成された候補構成要素セットそれぞれのエクセルギー損値を、前記構成要素それぞれのエクセルギー損失値を用いて計算する命令と、
前記候補構成要素セットのうちの少なくとも１つが前記エクセルギー損目標値を満たすか否かを判断する命令と、
前記エクセルギー損目標値を満たすと判断された前記候補構成要素セットの少なくとも１つを、前記システムの設計のために用いられる構成要素セットとして特定する命令と
を含む
コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、エクセルギー損目標値を満たすためのシステム統合に関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンターの数が大幅に増えてきている。
データセンターとは、多数のラック内に配置されるコンピュータシステムを収容する場所、たとえば、そのような部屋と定義することができる。
コンピュータシステムは典型的には、インターネットサービスを提供する、又は種々の計算を実行する等のジョブを実行するように設計される。
さらに、データセンターは典型的には、コンピュータシステムを所望の熱力学的条件内に概ね保持するための冷却システムも備える。
【０００３】
データセンター内に収容されるコンピュータシステムは多くの場合に、コンピュータシステムによって生成される温度を最小限に抑え、それにより、生成された熱を放散する際に冷却システムによって消費されるエネルギーを最小限に抑えることに重点を置いて設計され、実現される。
さらに、冷却システムは多くの場合に、コンピュータシステムへの冷却用空気流の送達の効率を概ね最大にするために種々の方法において設計され、実現される。  
【０００４】
データセンター内のエネルギー消費量を概ね最小限に抑えるための現在の方法及びシステムは比較的有効ではあるが、改善の余地がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施の形態は、エクセルギー損目標値を満たすためのシステム統合に関する。
【０００６】
図面を参照して以下の説明から、本発明の特徴が当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態による、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合するためのシステムの簡略化されたブロック図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合する方法の流れ図である。
【図２Ｂ】本発明の別の実施形態による、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合する方法の流れ図である。
【図３】本発明のさらなる実施形態による、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合する方法の流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態による、図１に示されるシンセサイザを実現又は実行するように構成されるコンピューティング装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
簡単にし、且つ例示するために、本発明は、主にその例示的な実施形態を参照することによって説明される。
以下の説明において、本発明を完全に理解してもらうために、数多くの具体的な細部が記述される。
しかしながら、本発明が、これらの具体的な細部に限定されることなく実施できることは当業者には明らかであろう。
他の事例では、本発明を不必要に分かりにくくしないように、既知の方法及び構造は詳細には説明されていない。
【０００９】
本明細書において、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合するシステム及び方法が開示される。
そのシステムを設計する際に、複数の統合構成要素設計が、互いに対して、且つ／又はエクセルギー損目標値に対して評価される場合がある。
一例では、エクセルギー損目標値は、複数の統合構成要素設計の中の最小エクセルギー損値を含む。
別の例では、エクセルギー損目標値は、１つ又は複数の最適化方式に基づく。
【００１０】
一般的に言うと、「エクセルギー」は「有効エネルギー」と同義であり、或るシステムが実行する能力がある仕事量の指標と定義することができる。
エネルギーと比較すると、エネルギーは１つ状態から別の状態に変化するだけであるため消滅させることはできないが、エクセルギー、すなわち有効エネルギーは典型的には、システムが仕事を実行するか、又は利用可能な資源を消費するのに応じて消滅する。
この意味において、消滅するエクセルギーの指標は、それゆえエネルギー及び材料消費の両方に対応する。
より具体的には、熱力学の第二法則によれば、任意の実際の物理系において不可逆性が存在する（又はエントロピーが生成される）必要がある。
これらの不可逆性は基本的に、システムが使用するために利用可能な場合がある仕事量を減少させる。
これらの不可逆性の結果として、有効エネルギー又は資源（すなわち、エクセルギー）が消滅する。
たとえば、石炭を電気に変換する過程は不可逆的過程であり、それゆえ、その変換はエクセルギーの消滅に相当する。
【００１１】
本明細書において開示されるシステム及び方法は、エクセルギー消滅を概ね最小限に抑える、すなわち同義的に、環境持続可能性を最大にするシステムを設計するために構成要素を統合するように構成される。
システムの熱的性能を求めるために用いられるモデルを、構成要素及び／又はシステムのエクセルギー消滅値を求める際に利用してもよい。
したがって、システムを設計する際の測定基準としてエクセルギーを使用することは、付加的な機器又はデータ又は方法をほとんど又は全く必要としないという別の利点を有し、それゆえ、相対的に少ない額のコストを追加するだけで実現することができる。
【００１２】
最初に図１を参照すると、一例による、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合するためのシステム１００の簡略化されたブロック図が示される。
システム１００が、付加的な素子を含む場合があること、及び本明細書において記述される素子のうちのいくつかがシステム１００の範囲から逸脱することなく除去及び／又は変更される場合があることは理解されたい。
【００１３】
図に示されるように、システム１００はシンセサイザ１０２を備えており、シンセサイザは、ソフトウエア、ファームウエア又はハードウエアを含む場合があり、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合するように構成される。
シンセサイザ１０２は、入力モジュール１０４と、構成要素セット統合モジュール１０６と、エクセルギー損計算モジュール１０８と、エクセルギー損比較モジュール１１０と、特定モジュール１１２と、統合出力モジュール１１４とを含むように示される。
【００１４】
シンセサイザ１０２がソフトウエアを含む事例では、シンセサイザ１０２は、コンピュータ可読記憶媒体に格納される場合があり、コンピューティングデバイス（図示せず）のプロセッサによって実行される場合がある。
これらの事例では、モジュール１０４〜１１４は、本明細書において以下で説明される機能を実行するように構成されるソフトウエアモジュール又は他のプログラム又はアルゴリズムを含む場合がある。
シンセサイザ１０２がファームウエア又はハードウエアを含む事例では、シンセサイザ１０２は、本明細書において説明される機能を実行するように構成される回路又は他の装置を含む場合がある。
これらの事例では、モジュール１０４〜１１４は、ソフトウエアモジュール、及び１つ又は複数の回路のようなハードウエアモジュールのうちの１つ又は複数を含む場合がある。
【００１５】
いずれに関しても、シンセサイザ１０２によって設計されるシステムは、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバ、携帯情報端末、プリンタ等の単一の電子システム、又はＩＴデータセンター、印刷工場等の複数のシステムの組み合わせを含む場合がある。
自動車、航空機等の複数のシステムの組み合わせの一部として、エンジン、コンプレッサ等の他のタイプのシステムを設計することもできる。
システムがエクセルギー損目標値を満たすように、シンセサイザ１０２が個々の、且つ複数のシステムを設計することができる方法の種々の例が本明細書において以下で説明される。
【００１６】
図１に示されるように、入力モジュール１０４は、入力源１２０から入力を受信するように構成される。
入力源１２０は、コンピューティングデバイスを含む場合があり、それを通して、シンセサイザ１０２にデータが入力される場合がある。
これに関して、シンセサイザ１０２及び入力源１２０は、同じ又は異なるコンピューティングデバイスの一部を形成する場合がある。
入力されるデータは、たとえば、１つ又は複数のシステムのための種々の構成要素オプションを含む場合がある。
一例として、シンセサイザ１０２がデスクトップコンピュータを設計するために実現される場合には、その構成要素オプションは、種々のタイプのプロセッサ、メモリ、ファン、電源、マザーボード、ビデオカード、ケーシング等を含む場合がある。
別の例として、シンセサイザ１０２がＩＴデータセンターを設計するために実現される場合には、構成要素オプションは、種々のタイプのサーバ、電子機器キャビネット、空調ユニット、ベントタイル等を含む場合がある。
【００１７】
一例によれば、入力モジュール１０４は、グラフィカルユーザインタフェースを提供することができ、それを通して、ユーザがシンセサイザ１０２に命令を与えることができる。
シンセサイザ１０２は、入力源１２０から受信したデータをデータ記憶装置１４０内に格納することができ、データ記憶装置は、ＤＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＭＲＡＭ、フラッシュメモリ等の揮発性及び不揮発性メモリの組み合わせを含む場合がある。
付加的に又は代替的に、データ記憶装置１４０は、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、又は他の光媒体若しくは磁気媒体のような取外し可能媒体に対して読出し及び書込みを行うように構成されるデバイスを含む場合がある。
【００１８】
また、入力源１２０は、温度センサ、圧力センサ、風速計等の１つ又は複数の環境条件を検出するように構成される１つ又は複数の装置を含む場合もある。
付加的に又は代替的に、入力源１２０は、１つ又は複数の環境条件をモデル化するように構成されるソフトウエア及び／又はハードウエアを含む場合がある。
いずれもしても、本明細書において以下でさらに詳細に説明されるように構成要素又はシステムのエクセルギー損値を計算する際に、１つ又は複数の環境条件が用いられる場合がある。
【００１９】
構成要素セット統合モジュール１０６は、１つ又は複数の構成要素セットを統合するように構成される。
各構成要素セットは、構成要素の異なる組み合わせから形成される場合があり、構成要素セットを統合して所望のシステムを形成することができる。
さらに、エクセルギー損計算モジュール１０８は、統合された構成要素セットのうちの１つ又は複数と関連付けられるエクセルギー損を計算するように構成される。
【００２０】
エクセルギー損比較モジュール１１０は、統合された１つ又は複数の構成要素セットに対して計算されたエクセルギー損値を比較するように構成される。
一例によれば、エクセルギー損比較モジュール１１０は、統合された構成要素セットの個々のエクセルギー損値を互いに比較して、構成要素セットのうちのいずれの構成要素セットが最も低いエクセルギー損値を有するかを特定する。
付加的に又は代替的に、エクセルギー損比較モジュール１１０は、１つ又は複数のエクセルギー損値をエクセルギー損目標値と比較するように構成される。
【００２１】
エクセルギー損目標値は、１つ又は複数の統合された構成要素セットの中の最小エクセルギー損値を含む場合がある。
付加的に又は代替的に、エクセルギー損目標値は、１つ又は複数の最適化方式に従って設定される場合がある。
一例によれば、エクセルギー損比較モジュール１１０は、エクセルギー損目標値入力源１３０から、エクセルギー損目標値を受信する場合がある。
エクセルギー損目標値入力源１３０は、コンピューティングデバイス（図示せず）を含む場合があり、それを通して、最適化方式のうちの１つ又は複数がエクセルギー損比較モジュール１１０に入力される場合がある。
これに関して、エクセルギー損目標値入力源１３０は、入力源１２０と同じ装置又は異なる装置を含む場合がある。
エクセルギー損目標値を設定するために用いられる場合がある種々の最適化方式の例が、本明細書において以下でさらに詳細に説明される。
【００２２】
特定モジュール１１２は、エクセルギー損比較モジュール１１０によって実行される比較に基づいて、エクセルギー損目標値を満たす、統合された構成要素セットを特定するように構成される。
さらに、統合出力モジュール１１４は、特定された構成要素セットを出力１５０に出力するように構成される。
出力１５０は、たとえば、特定された構成要素セットを表示するように構成されるディスプレイを含む場合がある。
付加的に又は代替的に、出力１５０は、特定された構成要素セットが格納される固定又は取外し可能記憶デバイスを含む場合がある。
さらなる代替形態として、出力１５０は、特定された構成要素セットが通信される場合があるネットワークへの接続を含む場合がある。
【００２３】
ここで、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために、システム１００を用いて構成要素を統合することができる方法の例が、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に示される方法２００、２５０及び３００の以下の流れ図を参照して説明される。
方法２００、２５０及び３００は一般化された例示を表すこと、並びに方法２００、２５０及び３００の範囲から逸脱することなく、他のステップが追加される場合があるか、又は既存のステップが除去、変更、若しくは再編成される場合があることは当業者には明らかであろう。
【００２４】
方法２００、２５０及び３００の説明は、図１に示されるシステム１００を参照しながら行なわれ、それゆえ、図面内に列挙される素子を参照する。
しかしながら、方法２００、２５０及び３００がシステム１００において記述される素子には限定されないことは理解されたい。
代わりに、方法２００、２５０及び３００は、システム１００において記述されるのとは異なる構成を有するシステムによって実施される場合があることは理解されたい。
【００２５】
エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合する際に、プロセッサ（図示せず）のようなコントローラが、シンセサイザ１０２を実現又は実行し、方法２００、２５０及び３００のうちの１つ又は複数を実行することができる。
【００２６】
最初に図２Ａを参照すると、一例による、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合する方法２００の流れ図が示される。
図２Ａに示されるように、ステップ２０２において、そのシステムのための統合オプションを特定する。
統合オプションは、そのシステムを形成するために共に統合される場合がある構成要素の種々の取り得る組み合わせを含む場合がある。
したがって、たとえば、そのシステムがパーソナルコンピュータを含む場合、統合オプションは、種々のタイプのプロセッサ、電源、ファン、ハウジング等を含む場合がある。
システムを形成するために統合される場合がある構成要素のリストは、任意に選択される場合があるか、又はリードタイム、コスト、性能等の１つ又は複数の制約に基づく場合がある。
【００２７】
いずれに関しても、シンセサイザ１０２の入力モジュール１０４は、入力源１２０から候補構成要素を受信する場合があり、その候補構成要素に関連する情報をデータ記憶装置１４０に格納する場合がある。
ステップ２０４において、構成要素統合モジュール１０６は、複数の候補構成要素セットを統合する。
複数の候補構成要素セットはそれぞれ、他の候補構成要素セットと異なる少なくとも１つの構成要素を組み込むことによって、互いに異なる。
【００２８】
ステップ２０６において示されるように、候補構成要素セット毎に、エクセルギー損計算モジュール１０８はそれぞれのエクセルギー損値を計算することができる。
一例によれば、エクセルギー損計算モジュール１０８は、候補構成要素セットに関連付けられる、熱に関する基本設備の評価を通して、エクセルギー損値を計算する場合がある。
より具体的には、たとえば、エクセルギー損計算モジュール１０８は、候補構成要素セット内に供給されるための電力量、及び周囲温度と比較して候補構成要素セットから放散される熱量を解析することによって候補構成要素セットのためのエクセルギー損値を計算することができる。
また、エクセルギー損計算モジュール１０８は、候補構成要素セットのためのエクセルギー損値を計算する際に、他の環境条件も解析することができる。
【００２９】
一例として、エクセルギー損計算モジュール１０８は、以下の式に従って、エクセルギー値（□）を計算することができる。
ψ＝（ｈ−ｈ０）−Ｔ０（ｓ−ｓ０）                              （式１）
【００３０】
式（１）において、ｈは候補構成要素セットのエンタルピーであり、Ｔは温度であり、ｓはエントロピーであり、下付き文字「０」は、候補構成要素セットが評価される基準又は周囲状態に対応する。
さらに、エクセルギー（□）は、運動エネルギー及び位置エネルギーを無視できる場合の定常状態における候補構成要素セットの単位質量当たりの値である。
システムの全エクセルギーが計算されることになる場合には、式（１）は、候補構成要素セットの質量（又は密度及び体積）を乗算される場合がある。
【００３１】
式（１）は、以下のように、温度及び比熱ＣＰに関して近似的に変形にする（reduced）ことができる。
ψ＝ＣＰ（Ｔ−Ｔ０）−Ｔ０ＣＰｌｎ（Ｔ／Ｔ０）                    （式２）
【００３２】
式（１）又は式（２）は、システムのエクセルギー損を求めるために、従来の熱力学的方法と共に用いることができる。
熱力学の公式の一例は以下の通りである。
ψｄ＝Σψｉｎ−Σψｏｕｔ−Δψ                                  （式３）
【００３３】
式（３）において、下付き文字ｄは、消滅するエクセルギーの量を示し、下付き文字「ｉｎ」はシステム内に供給されるエクセルギーの量を示し、下付き文字「ｏｕｔ」はシステムから出るエクセルギーの量を示し、Δψは、たとえば、式（１）又は式（２）のいずれかによって測定されるような、システム内のエクセルギーの変化を示す。
式（３）は、単位時間当たりで書くこともでき、その場合には、エクセルギー項□はそれぞれ、エクセルギーそのものではなく、エクセルギーの変化率を表すであろう。
【００３４】
いずれに関しても、エクセルギー損値を計算するために用いられる環境条件は、１つ又は複数のセンサを使用することによって検出することができる。
付加的に又は代替的に、環境条件は、計算流体力学モデリングプログラムのような、モデリングプログラムの演算を通して決定することができる。
シンセサイザ１０２は、候補構成要素セットをモデル化することができ、それらのモデルからエクセルギー損値を計算することもできる。
代替的には、候補構成要素セットは作ることができ、エクセルギー損値は、得られた実際の測定値から、又は種々の構成要素候補のモデル化を通して計算することができる。
【００３５】
ステップ２０８において、候補構成要素セットのエクセルギー損値を互いに比較し、候補構成要素セットのうちのいずれが最も低いエクセルギー損値を有するかが判断される。
言い換えると、ステップ２０８において、候補構成要素セットの中で最も少ない量の資源を消費する候補構成要素セットを特定する。
【００３６】
さらに、ステップ２１０において、最も少ないエクセルギー損値を有すると特定された候補構成要素セットがエクセルギー損目標値も満たすか否かに関する判断を行なう場合がある。
一例によれば、エクセルギー損目標値は、最も低いエクセルギー損値を有する候補構成要素セットのエクセルギー値に等しい場合がある。
この例では、最も低いエクセルギー損値を有する候補構成要素セットはいつでもこの条件を満たすことになるため、ステップ２１０は、省くことができる。
【００３７】
しかしながら、別の例によれば、エクセルギー損目標値は、図２Ｂに示される方法２５０に関して本明細書において以下でさらに詳細に説明されるように、１つ又は複数の最適化方式に基づくことができる。
この例では、最も低いエクセルギー損値を有する候補構成要素セットは必ずしもエクセルギー損目標値を満たさない場合がある。
最も低いエクセルギー損値を有する候補構成要素セットがエクセルギー損目標値を満たさない事例では、構成要素セット統合モジュール１０６が、候補構成要素セットのうちの少なくとも１つにおいて、構成要素のうちの１つ又は複数を置き換えて、エクセルギー損目標値を満たす１つの構成要素セットが得られるまで、ステップ２０６〜２１０が繰り返される場合がある。
【００３８】
ステップ２１２において、統合出力モジュール１１４が、エクセルギー損目標値を満たすものと特定された候補構成要素セットを出力１５０に出力することができ、その出力は、ディスプレイ、記憶デバイス、印刷デバイス及びネットワーク接続のうちの少なくとも１つを含む場合がある。
【００３９】
ここで図２Ｂを参照すると、別の例による、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合する方法２５０が示される。
図２Ａのステップ２０２と同じように、ステップ２５２において、そのシステムのための統合オプションを特定する。
さらに、ステップ２５４において、構成要素統合モジュール１０６は、１つの候補構成要素セットを統合する。
構成要素の最初の統合は、たとえば、構成要素可用性、構成要素コスト、予め構成される配置等のような１つ又は複数の制約に基づく場合がある。
【００４０】
ステップ２５６において、エクセルギー損計算モジュール１０８は、図２Ａのステップ２０６に関して上記で説明された方法のいずれかにおいて、候補構成要素セットのエクセルギー損値（ｘ）を計算することができる。
さらに、ステップ２５８において、エクセルギー損比較モジュール１１０は、候補構成要素セットのエクセルギー損値（ｘ）を、エクセルギー損目標値（ｙ）と比較して、たとえば、エクセルギー損値（ｘ）がエクセルギー損目標値（ｙ）を下回ることによって、そのエクセルギー損値（ｘ）がエクセルギー損目標値（ｙ）を満たすか否かを判断する。
【００４１】
一例によれば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、最も低いエクセルギー損値を有する候補構成要素セットのエクセルギー値に等しい場合がある。
しかしながら、別の例によれば、上記のように、エクセルギー損目標値（ｙ）は、１つ又は複数の最適化方式に基づく場合がある。
この例では、ステップ２６０において示されるように、シンセサイザ１０２は、エクセルギー損目標値入力源１３０から、エクセルギー損目標値（ｙ）を受信することができる。
【００４２】
１つ又は複数の最適化方式は、バジェット（budget）に基づく最適化方式、ライフサイクル解析（ＬＣＡ）に基づく最適化方式、ステージに基づく最適化方式、動作係数（ＣＯＰ）に基づく最適化方式、サービスレベル同意書（ＳＬＡ）に基づく最適化方式、総所有コスト（ＴＣＯ）に基づく最適化方式等を含む場合がある。
【００４３】
バジェットに基づく最適化方式によれば、エクセルギー損目標値（ｙ）は所定のエクセルギーバジェットに基づいて設定される場合があり、エクセルギーバジェットは、候補構成要素セットが消滅させるのを許される最大エクセルギー量（ジュール単位）を示す。
最大エクセルギー量は、環境持続可能性判定基準、たとえば、電気に変えるために利用可能な石炭のトン数、或るタイプの経済判定基準等に基づいて確かめることができる。
【００４４】
ＬＣＡに基づく最適化方式によれば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、候補構成要素セットの全ライフサイクルにわたる全エクセルギー消滅に基づいて設定され場合がある。
たとえば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、候補構成要素セットの全ライフサイクルにわたる全エクセルギー消滅を概ね最小にする値に設定される場合がある。
全ライフサイクルは、原料の採取、製造及び輸送、動作、並びに廃棄を含む場合がある。
さらに、ライフサイクル工学（ＬＣＥ）の既存の方法を、ライフサイクルの各ステージに関連付けられるエクセルギー損、及び材料源をその自然発生状態に戻すために必要とされるエクセルギーを定量するために利用することができる。
この方式によれば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、１つの構成要素セットの全ライフサイクル中に生じるように計算される全エクセルギー損に基づいて設定される場合がある。
【００４５】
ステージに基づく最適化方式によれば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、候補構成要素セットのライフサイクルの１つ又は複数のステージ中に消滅するエクセルギー量に基づいて設定される場合がある。
より詳細には、たとえば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、ライフサイクルの１つ又は複数のステージ中のエクセルギー消滅を概ね最小にする値に設定される場合がある。
たとえば、高性能コンピュータの場合のエクセルギー損目標値（ｙ）は、動作ステージの場合に最適化されるように設定される場合があり、そのステージは、最大の環境及び経済値が存在する可能性があるステージである。
別の例として、パーソナルコンピュータの場合のエクセルギー損目標値（ｙ）は、製造ステージの場合に最適化されるように設定される場合があり、そのステージは、最大の環境及び経済値が存在する可能性があるステージである。
【００４６】
ＣＯＰに基づく最適化方式は、ステージに基づく最適化方式の一部と見なすことができ、それによれば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、１つの構成要素セットの動作係数に基づいて設定される場合がある。
言い換えると、エクセルギー損目標値（ｙ）は、１つの構成要素セットによって消費される全エクセルギーを概ね最小にする値に設定される場合がある。
さらに、１つの構成要素セットのエクセルギー消滅は、１つの構成要素セットによって消費されるエネルギーの乗算係数に関して定量化される。
たとえば、データセンター設備内の冷却用基本設備の全電力消費量は、以下の式によって与えられる場合がある。
Ｑｄｃ×ＣＯＰＧ＝Ｗｔｏｔ                                        （式４）
ただし、Ｗｔｏｔは冷却用基本設備の全電力消費量であり、Ｑｄｃはデータセンター内の計算仕事負荷による全熱放散であり、それは計算用基本設備の電力消費量に等しい場合があり、ＣＯＰＧは集団の動作係数である。
発電するために用いられる送電設備の燃料混合物に基づいて、エクセルギー損係数Ｋが、燃料採取及び消費中に消滅するエクセルギーに基づいて割り当てられる場合がある。
エクセルギー＿損〜Ｋ×Ｗｔｏｔ                                  （式５）
【００４７】
それゆえ、式（５）は、ＣＯＰＧ最適化に基づく目標エクセルギー損「ｙ」を提供する。
【００４８】
ＳＬＡに基づく最適化方式によれば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、ＳＬＡにおいて述べられる条件に基づいて設定することができる。
より詳細には、たとえば、ＳＬＡは、１つの構成要素セットの許容可能なエクセルギー消滅を定量することができる。
一例として、たとえば、９９％アップタイムを要求するＳＬＡは、特定のコンピュータサブセット、特殊な冷却用基本設備、最も信頼できる電力供給構造等に対する必要性と相関する場合がある。
具体的なＳＬＡに対応する１つの構成要素セットに対する全エクセルギー損を与えられたとすると、その後、１つの構成要素セット内の各構成要素のエクセルギー損を定量することができる。
【００４９】
ＴＣＯに基づく最適化方式によれば、エクセルギー損目標値（ｙ）は、式（５）における上記の係数ＫにおいてＴＣＯの測定基準に基づいて設定される場合がある。
たとえば、データセンター全体の電力消費量に基づいて、係数Ｋに電気料金が付与され、１つの構成要素セットの全コストをエクセルギー損の関数として推定することができる。
別の例として、ＴＣＯは、ＣＯＰＧに直接相関する場合があるか、又はＴＣＯは、単位エクセルギー損に基づいて計算される場合がある。
【００５０】
エクセルギー損目標値（ｙ）を設定する際に、複数の最適化方式を組み合わせてもよい。
一例として、有効エネルギーの減少が高い所有コストと同じであるため、ＣＯＰに基づく最適化方式及びＴＣＯに基づく最適化方式を組み合わせることができる。
さらに、人員、保守、償却等の他の所有コストが直接の電力コストよりも重いものと仮定すると、ＴＣＯ及びＣＯＰは線形には関連付けられない。
この例では、構成要素の統合をいかに達成することができるかの例示として、３つの異なる解Ａ、Ｂ及びＣが生成される場合がある。
ここで、Ａは最適エクセルギー集団であり、Ｂは最適ＴＣＯ集団であり、Ｃは最適効率（ＣＯＰ）集団である。
その後、Ａ、Ｂ及びＣのための種々の値に従って、各構成要素の重要度を重み付けすることができる。
より詳細には、たとえば、ミッションクリティカルサービスの場合、Ｃが相対的により重く重み付けされる場合がある。
仕事負荷の値が低い場合、Ｂが相対的により重く重み付けされる場合があり、中間範囲の日常的な動作の場合、Ａが相対的により重く重み付けされる場合がある。
その後、重み付けパラメータの或る関数として、構成要素の最適な統合を導出することができる。
【００５１】
いずれに関しても、ステップ２５８において、候補構成要素セットに対するエクセルギー損値（ｘ）がエクセルギー損目標値（ｙ）を満たさないものとエクセルギー損比較モジュール１１０が判断する場合には、構成要素セット統合モジュール１０６は、ステップ２６２において示されるように、候補構成要素セット内の構成要素のうちの１つ又は複数を１つ又は複数の新たな構成要素で置き換える。
構成要素セット統合モジュール１０６は、１つ又は複数の構成要素をランダムに置き換える場合があるか、又は後継の構成要素のコスト、リードタイム、可用性等の種々の要因に基づいて１つ又は複数の構成要素を置き換える場合がある。
さらに、構成要素セット統合モジュール１０６は、ステップ２６４において示されるように、別の候補構成要素セットを後継の構成要素（複数可）と統合する場合もある。
【００５２】
エクセルギー損計算モジュール１０８は、ステップ２６４において統合された別の候補構成要素セットに対するエクセルギー損値（ｘ）を計算することによって、ステップ２５６を繰り返す場合もある。
さらに、特定モジュール１１２がエクセルギー損目標値（ｙ）を満たす候補構成要素セット（ｘ）を特定するまで、ステップ２５８〜２６４が繰り返される場合がある。
ステップ２５８において「肯定」条件と同じであるこの例では、ステップ２１２（図２Ａ）に関して本明細書において上記で説明されたように、ステップ２６６において、統合出力モジュール１１４は、エクセルギー損目標値（ｙ）を満たす構成要素セット（ｘ）を出力１５０において出力することができる。
【００５３】
ここで図３を参照すると、さらなる例による、エクセルギー損目標値を満たすシステムを設計するために構成要素を統合する方法３００の流れ図が示される。
方法３００において、候補構成要素セットを形成する個々の構成要素のエクセルギー損値が計算され、エクセルギー損を概ね最小にする際に用いられる。
この手法は方法２００及び２５０とは異なる。
なぜなら、これらの方法では、候補構成要素セットのエクセルギー損値がそれぞれ、たとえば、所定のライブラリ又はテンプレートから全体として計算されるためである。
【００５４】
図２Ａのステップ２０２と同じように、ステップ３０２において、システムのための統合オプションが特定される。
さらに、ステップ３０４において、構成要素統合モジュール１０６が、１つ又は複数の候補構成要素セットを統合する。
候補構成要素セットは、たとえば、構成要素可用性、構成要素コスト、予め構成される配置等のような１つ又は複数の制約に基づく場合がある。
【００５５】
ステップ３０６において、エクセルギー損計算モジュール１０８が、候補構成要素セット内の各構成要素（ｉ）のエクセルギー損値（ｘｉ）を計算する。
一例として、構成要素（ｉ）はそれぞれ、ＩＴデータセンターにおいて用いるために構成される、サーバ、ルータ、ディスプレイ、記憶デバイス、電子機器キャビネット、スイッチ、空調ユニット、換気タイル等のような別個の装置を含む場合がある。
さらに、各構成要素（ｉ）のエクセルギー損値（ｘｉ）は、図２Ａのステップ２０６に関して上記で検討されたように計算される場合がある。
【００５６】
ステップ３０８において、エクセルギー損計算モジュール１０８は、１つ又は複数の候補構成要素セット内に含まれる構成要素の個々のエクセルギー損値（ｘｉ）を加算することによって、１つ又は複数の候補構成要素セットの全エクセルギー損値（ｘ）を計算する。
全エクセルギー損値（ｘ）は、ステップ３１０において示されるように、データ記憶装置１４０に格納される場合がある。
さらに、全エクセルギー損値（ｘ）は、他の候補構成要素セットの全エクセルギー損値（ｘ）と比較される場合がある。
さらに、候補構成要素セットの全エクセルギー損値（ｘ）は、互いに対して順位付けされ、いずれの候補構成要素セットが結果として最も低い全エクセルギー損値（ｍｉｎ（ｘ））を生成するかを特定することができる。
【００５７】
ステップ３１２において示されるように、全エクセルギー損値（ｘ）は、エクセルギー損目標値（ｙ）を生成する際に用いられる場合もある。
エクセルギー損目標値（ｙ）は、最も低い全エクセルギー損値（ｍｉｎ（ｘ））を含む場合があるか、又はステップ２６０（図２Ｂ）において上記で検討されたように生成される場合がある。
さらに、エクセルギー損比較モジュール１１０は、ステップ３１４において、最も低いエクセルギー損値（ｍｉｎ（ｘ））がエクセルギー損目標値（ｙ）を満たすか否かを判断することができる。
【００５８】
最も低いエクセルギー損値（ｍｉｎ（ｘ））がエクセルギー損目標値（ｙ）を満たさないと判断するのに応じて、特定モジュール１１２は、ステップ３１６において、最も低いエクセルギー損値を有する候補構成要素セットの構成要素のうちのいずれが、最も高いエクセルギー損値を有するかを特定することができる。
さらに、ステップ３１８において、構成要素セット統合モジュール１０６は、高い損値の構成要素を新たな構成要素で置き換えることができ、ステップ３０４において、新たな構成要素を用いて、新たな候補構成要素セットを統合することができる。
特定モジュール１１２が、エクセルギー損目標値（ｙ）を満たす候補構成要素セット（ｘ）を特定するまで、ステップ３０６〜３１８が繰り返される場合がある。
ステップ３１４において「肯定」条件に一致するこの事例では、統合出力モジュール１１４は、ステップ２１２（図２Ａ）に関して本明細書において上記で説明されたように、ステップ３２０において、エクセルギー損目標値（ｙ）を満たす構成要素セット（ｘ）を出力１５０に出力することができる。
【００５９】
方法２００、２５０及び３００のいずれかを実施又は実行することによって、パーソナルコンピューティングデバイス、印刷デバイス、コンピューティングデバイス及び冷却デバイスの組み合わせ（たとえば、ＩＴデータセンター）等のようなシステムを、エクセルギー損目標値を満たすように統合することができる。
それゆえ、これに関して、システムの実施中に消滅するエクセルギー量は、概ね最小限に抑えられる場合があり、システムの環境持続可能性を概ね最大にすることができる。
【００６０】
方法２００、２５０及び３００において述べられる動作のうちのいくつか又は全てが、任意の所望のコンピュータアクセス可能媒体内に、ユーティリティ、プログラム又はサブプログラムとして含まれる場合がある。
さらに、方法２００、２５０及び３００は、アクティブ及びインアクティブの両方の種々の形において存在することができるコンピュータプログラムによって具現される場合がある。
たとえば、それらの方法は、ソースコード、オブジェクトコード、実行可能コード又は他のフォーマットのプログラム命令から構成されるソフトウエアプログラム（複数可）として存在する場合がある。
上記のいずれかが、コンピュータ可読媒体上で具現される場合があり、コンピュータ可読媒体は、記憶デバイス、及び圧縮又は非圧縮形式の信号を含む。
【００６１】
例示的なコンピュータ可読記憶デバイスは、従来のコンピュータシステムＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及び磁気又は光ディスク又はテープを含む。
例示的なコンピュータ可読信号は、キャリアを用いて変調されるか否かにかかわらず、インターネット又は他のネットワークを通してダウンロードされる信号を含む、そのコンピュータプログラムをホスト又は実行するコンピュータシステムがアクセスするように構成することができる信号である。
上記の具体例は、ＣＤ  ＲＯＭにおける、又はインターネットダウンロードによる、プログラムの分配を含む。
或る意味において、抽象的な実体としてのインターネットそのものが、コンピュータ可読媒体である。
同じことが、コンピュータネットワーク全般にも当てはまる。
それゆえ、上記の機能を実行することができる任意の電子デバイスが上記で列挙されたこれらの機能を実行することができることは理解されたい。
【００６２】
図４は、一例による、図１に示されるシンセサイザ１０２を実現又は実行するように構成されるコンピューティング装置４００のブロック図を示す。
この点において、コンピューティング装置４００は、シンセサイザ１０２に関して本明細書において上記で説明された機能のうちの１つ又は複数を実行するためのプラットフォームとして用いられる場合がある。
【００６３】
コンピューティング装置４００は、方法２００、２５０及び３００において記述されるステップのうちのいくつか又は全てを実施又は実行することができるプロセッサ４０２を含む。
プロセッサ４０２からのコマンド及びデータは、通信バス４０４を介して通信される。
また、コンピューティング装置４００は、実行時間中にプロセッサ４０２のためのプログラムコードが実行される場合がある、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなメインメモリ４０６、及び補助メモリ４０８も備える。
補助メモリ４０８は、たとえば、１つ又は複数のハードディスクドライブ４１０、及び／又はフロッピーディスケットドライブ、磁気テープドライブ、コンパクトディスクドライブ等を表す取外し可能記憶ドライブ４１２を含み、その中に、方法２００、２５０及び３００のためのプログラムコードのコピーが格納される場合がある。
【００６４】
取外し可能記憶ドライブ４１０は、既知の方法で取外し可能記憶ユニット４１４に対して読出し及び／又は書込みを行う。
ユーザ入力及び出力デバイスは、キーボード４１６、マウス４１８及びディスプレイ４２０を含む場合がある。
ディスプレイアダプタ４２２が、通信バス４０４とディスプレイ４２０とのインタフェースを構成することができ、プロセッサ４０２から表示データを受信し、その表示データをディスプレイ４２０用の表示コマンドに変換することができる。
さらに、プロセッサ（複数可）４０２は、ネットワークアダプタ４２４を通して、ネットワーク、たとえば、インターネット、ＬＡＮ等介して通信することができる。
【００６５】
コンピューティング装置４００において、他の既知の電子構成要素を追加又は代用することができることは当業者には明らかであろう。
また、図４に示される構成要素のうちの１つ又は複数はオプションとすることができることも明らかであろう（たとえば、ユーザ入力デバイス、補助メモリ等）。
【００６６】
本明細書において、本発明の好ましい実施形態が、その変形形態のうちのいくつかと共に説明され、図示されてきた。
本明細書において用いられる用語、説明及び図面は例示として記述されるだけであり、限定することは意味しない。
本発明の範囲内で数多くの変形が可能であること、その範囲が添付の特許請求の範囲、及びその均等物によって規定されることが意図されていること、他に指示されない限り、全ての用語がその最も広い合理的な意味を有することは当業者には理解されよう。
【符号の説明】
【００６７】
１００・・・システム，
１０２・・・シンセサイザ，
１０４・・・入力モジュール，
１０６・・・構成要素セット統合モジュール，
１０８・・・エクセルギー損計算モジュール，
１１０・・・エクセルギー損比較モジュール，
１１２・・・特定モジュール，
１１４・・・統合出力モジュール，
１２０・・・入力源，
１３０・・・エクセルギー損目標値入力源，
１４０・・・データ記憶装置，
１５０・・・出力，
４００・・・コンピューティング装置，
４０２・・・プロセッサ，
４０４・・・通信バス，
４０６・・・メインメモリ，
４０８・・・補助メモリ，
４１０・・・ハードディスクドライブ，
４１２・・・取外し可能記憶ドライブ，
４１４・・・取外し可能記憶ユニット，
４１６・・・キーボード，
４１８・・・マウス，
４２０・・・ディスプレイ，
４２２・・・ディスプレイアダプタ，
４２４・・・ネットワークアダプタ
【図１】
0005563986.tif 000002
【図２Ａ】
0005563986.tif 000003
【図２Ｂ】
0005563986.tif 000004
【図３】
0005563986.tif 000005
【図４】
0005563986.tif 000006